チュートリアル: 同じデバッグセッションで C# と C++ をデバッグする

[アーティクル]
2023/10/19

Visual Studio では、1 つのデバッグセッションで複数のデバッガーの種類を有効にすることができます。これは混合モードのデバッグと呼ばれます。このチュートリアルでは、1 つのデバッグセッションで、マネージドコードとネイティブコードの両方をデバッグすることを学習します。

このチュートリアルでは、マネージドアプリからネイティブコードをデバッグする方法を示していますが、ネイティブアプリからマネージドコードをデバッグすることもできます。デバッガーは、Python とネイティブコードなどの他の種類の混合モードのデバッグもサポートしており、ASP.NET などのアプリの種類ではスクリプトデバッガーの使用もサポートしています。

このチュートリアルでは、次の作業を行います。

単純なネイティブ DLL を作成する
DLL を呼び出す単純な .NET Core または .NET Framework のアプリを作成する
混合モードのデバッグを構成する
デバッガーを起動する
マネージドアプリでブレークポイントにヒットさせる
ネイティブコードにステップインする

必須コンポーネント

Visual Studio がインストールされ、次のワークロードがある必要があります。

C++ によるデスクトップ開発
.NET デスクトップ開発

Visual Studio がインストールされ、次のワークロードがある必要があります。

C++ によるデスクトップ開発
作成するアプリの種類に応じて、 .NET デスクトップ開発または .NET Core クロスプラットフォーム開発のいずれか。

Visual Studio をお持ちでない場合は、Visual Studio のダウンロードページに移動し、無料試用版をインストールしてください。

Visual Studio はインストールされているが、必要なワークロードがない場合は、Visual Studio の [新しいプロジェクト] ダイアログボックスの左側のウィンドウにある [Visual Studio インストーラーを開く] を選択します。 Visual Studio インストーラーで、必要なワークロードを選択し、 [変更] を選択します。

単純なネイティブ DLL を作成する

DLL プロジェクト用のファイルを作成するには:

Visual Studio を開き、プロジェクトを作成します。

Esc キーを押してスタートウィンドウを閉じます。 Ctrl + Q キーを押して検索ボックスを開き、「空のプロジェクト」と入力し、 [テンプレート] を選択してから、C++ 用の [空のプロジェクト] を選択します。表示されたダイアログボックスで、 [作成] を選択します。次に、Mixed_Mode_Debugging のような名前を入力して、 [作成] をクリックします。

[空のプロジェクト] プロジェクトテンプレートが表示されない場合は、 [ツール]>[ツールと機能を取得...] に移動して、Visual Studio インストーラーを開きます。 Visual Studio インストーラーが起動します。 [C++ によるデスクトップ開発] ワークロード、 [変更] の順に選択します。

Visual Studio によってプロジェクトが作成されます。
ソリューションエクスプローラーで、 [ソースファイル] を選択し、 [プロジェクト]>[新しい項目の追加] の順に選択します。または、 [ソースファイル] を右クリックして、 [追加]>[新しい項目] の順に選択します。

すべての項目テンプレートが表示されない場合は、[すべてのテンプレートを表示] を選択します。
[新しい項目] ダイアログで、 [C++ ファイル (.cpp)] を選択します。 [名前] フィールドに「Mixed_Mode.cpp」を入力し、 [追加] を選択します。

Visual Studio によって新しい C++ ファイルがソリューションエクスプローラーに追加されます。
Mixed_Mode.cpp に次のコードをコピーします。
```
#include "Mixed_Mode.h"
```
ソリューションエクスプローラーで、 [ヘッダーファイル] を選択し、 [プロジェクト]>[新しい項目の追加] の順に選択します。または、 [ヘッダーファイル] を右クリックして、 [追加]>[新しい項目] の順に選択します。

すべての項目テンプレートが表示されない場合は、[すべてのテンプレートを表示] を選択します。
[新しい項目] ダイアログで、 [ヘッダーファイル (.h)] を選択します。 [名前] フィールドに「Mixed_Mode.h」を入力し、 [追加] を選択します。

Visual Studio によって新しいヘッダーファイルがソリューションエクスプローラーに追加されます。

Mixed_Mode.h に次のコードをコピーします。

#ifndef MIXED_MODE_MULTIPLY_HPP
#define MIXED_MODE_MULTIPLY_HPP

extern "C"
{
  __declspec(dllexport) int __stdcall mixed_mode_multiply(int a, int b) {
    return a * b;
  }
}
#endif

[ファイル]>[すべて保存] を選択するか、Ctrl+Shift+S キーを押してファイルを保存します。

DLL プロジェクトを構成してビルドするには:

Visual Studio ツールバーで、 [デバッグ] 構成を選択し、 [x86] または [x64] プラットフォームを選択します。呼び出し元のアプリが常に 64 ビットモードで実行される .NET Core の場合は、プラットフォームとして [x64] を選択します。
ソリューションエクスプローラーで、 [Mixed_Mode_Debugging] プロジェクトノードを選択し、 [プロパティ] アイコンを選択するか、プロジェクトノードを右クリックして [プロパティ] を選択します。
[プロパティ] ウィンドウの上部で、 [構成] が [アクティブ (デバッグ)] に設定され、 [プラットフォーム] がツールバーで設定したプラットフォームと同じになっていることを確認します ( [x64] 、または x86 プラットフォームの場合は [Win32] )。

重要

プラットフォームを x86 から x64 (またはその逆) に切り替えた場合、新しいプラットフォーム用にプロパティを再構成する必要があります。
左側のウィンドウの [構成プロパティ] の下で、 [リンカー]>[詳細設定] の順に選択し、 [エントリポイントなし] の横のドロップダウンで [いいえ] を選択します。 [いいえ] に変更した場合は、 [適用] を選択します。
[構成プロパティ] の下で、 [全般] を選択し、 [構成の種類] の横にあるドロップダウンで [ダイナミックライブラリ (.dll)] を選択します。 [適用] を選択し、 [OK] を選択します。
ソリューションエクスプローラーでプロジェクトを選択し、 [ビルド]>[ソリューションのビルド] の順に選択し、F7 キーを押すか、プロジェクトを右クリックして [ビルド] を選択します。

プロジェクトがエラーのない状態でビルドされます。

単純なマネージドアプリを作成して DLL を呼び出す

Visual Studio を起動し、新しいプロジェクトを作成します。

Esc キーを押してスタートウィンドウを閉じます。 Ctrl + Q キーを押して検索ボックスを開き、「コンソール」と入力し、 [テンプレート] を選択して、.NET Core 用の [コンソールアプリ] か、C# 用の [コンソールアプリ (.NET Framework)] を選択します。表示されたダイアログボックスで、 [次へ] を選択します。

次に、「Mixed_Mode_Calling_App」のような名前を入力し、 [次へ] または [作成] をクリックします (いずれかのオプションを使用できます)。

.NET Core の場合は、推奨されるターゲットフレームワークまたは .NET 8 を選択し、作成を選択します。

正しいプロジェクトテンプレートが表示されない場合は、 [ツール]>[ツールと機能を取得...] に移動して、Visual Studio インストーラーを開きます。前提条件の説明に従って適切な .NET ワークロードを選択し、 [変更] を選択します。

注意

新しいマネージドプロジェクトを既存の C++ ソリューションに追加することもできます。混合モードのデバッグタスクがより難しくなるよう、新しいソリューションでプロジェクトを作成しています。

Visual Studio によって空のプロジェクトが作成され、ソリューションエクスプローラーにファイルが表示されます。

Program.cs 内のすべてのコードを次のコードで置き換えます。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace Mixed_Mode_Calling_App
{
    public class Program
    {
        // Replace the file path shown here with the
        // file path on your computer. For .NET Core, the typical (default) path
        // for a 64-bit DLL might look like this:
        // C:\Users\username\source\repos\Mixed_Mode_Debugging\x64\Debug\Mixed_Mode_Debugging.dll
        // Here, we show a typical path for a DLL targeting the **x86** option.
        [DllImport(@"C:\Users\username\source\repos\Mixed_Mode_Debugging\Debug\Mixed_Mode_Debugging.dll", EntryPoint =
        "mixed_mode_multiply", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
        public static extern int Multiply(int x, int y);
        public static void Main(string[] args)
        {
            int result = Multiply(7, 7);
            Console.WriteLine("The answer is {0}", result);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

新しいコードで、[DllImport] 内のファイルパスを先ほど作成した Mixed_Mode_Debugging.dll への実際のファイルパスに置き換えます。ヒントとしてコードコメントを参照してください。プレースホルダー username を必ず置き換えてください。
[ファイル]>[Program.cs の保存] を選択するか、Ctrl+S キーを押してファイルを保存します。

混合モードのデバッグを構成する

ソリューションエクスプローラーで、 [Mixed_Mode_Calling_App] プロジェクトノードを選択し、 [プロパティ] アイコンを選択するか、プロジェクトノードを右クリックして [プロパティ] を選択します。
プロパティでネイティブコードのデバッグを有効にします。

左側のウィンドウで [デバッグ] を選択し、 [デバッグ起動プロファイル UI を開く] を選択し、 [ネイティブコードのデバッグを有効にする] チェックボックスをオンにしてから、プロパティページを閉じて変更を保存します。

左側のウィンドウで [デバッグ] を選択し、 [ネイティブコードのデバッグを有効にする] チェックボックスをオンにしてから、プロパティページを閉じて変更を保存します。
.NET Framework アプリの x64 DLL をターゲットにしている場合は、プラットフォームターゲットを [すべての CPU] から x64 に変更します。これを行うには、[デバッグ] ツールバーの [ソリューションプラットフォーム] ドロップダウンから [構成マネージャー] を選択します。 x64 に直接切り替えることができない場合は、x64 を対象とする新しい構成を作成します。

ブレークポイントを設定し、デバッグを開始する

C# プロジェクトで Program.cs を開きます。コードの次の行にブレークポイントを設定するには、余白の左端をクリックして行を選択し、F9 キーを押すか、行を右クリックして [ブレークポイント]>[ブレークポイントの挿入] の順に選択します。
```
int result = Multiply(7, 7);
```
左側の余白のブレークポイントを設定した場所に赤い円が表示されます。
F5 キーを押して、Visual Studio のツールバーで緑色の矢印を選択するか、 [デバッグ]>[デバッグの開始] の順に選択してデバッグを開始します。

設定したブレークポイントのところでデバッガーが一時停止します。黄色の矢印は、デバッガーが現在一時停止している場所を示します。

ネイティブコードのステップインとステップアウト

マネージドアプリでデバッグが一時停止している間に、F11 キーを押すか、 [デバッグ]>[ステップイン] の順に選択します。

Mixed_Mode.h ネイティブヘッダーファイルが開き、デバッガーが一時停止されている場所に黄色の矢印が示されます。
これで、ブレークポイントを設定してそこにヒットしたら、ネイティブコードまたはマネージドコード内の変数を検査できます。
- ソースコード内の変数をポイントすると、その値が表示されます。
- 変数とその値は、 [自動変数] ウィンドウと [ローカル] ウィンドウで確認できます。
- デバッガーで一時停止中に、ウォッチ ウィンドウと [呼び出し履歴] ウィンドウを使用することもできます。
もう一度 F11 キーを押して、デバッガーを 1 行進めます。
Shift+F11 キーを押すか、 [デバッグ]>[ステップアウト] を選択して、マネージドアプリで実行を続行し、もう一度一時停止します。
F5 キーを押すか、緑色の矢印を選択してアプリのデバッグを続行します。

おめでとうございます! 混合モードのデバッグのチュートリアルを完了しました。

次のステップ

このチュートリアルでは、混合モードデバッグを有効化して、マネージドアプリからネイティブコードをデバッグする方法について学習しました。その他のデバッガー機能の概要については、次を参照してください。

デバッガーでのはじめに

その他のリソース

ドキュメント

混合モードでのデバッグ (マネージドコードとネイティブコード) - Visual Studio (Windows)

呼び出し元アプリのプロジェクトのプロパティページを使用して、Visual Studio で混合モードデバッグ (マネージドコードとネイティブコードを一緒に) できるようにします。
ダイナミックリンクライブラリ (DLL) のファイルとプロジェクトをデバッグする - Visual Studio (Windows)

Visual Studio でダイナミックリンクライブラリ (DLL) ファイルをデバッグし、Visual Studio を使用して DLL の作成、ビルド、構成、デバッグを行います。
方法 : 混合モードアプリケーションをデバッグする - Visual Studio (Windows)

Visual Studio で、共通言語ランタイムで実行されるマネージドコードとネイティブコードを組み合わせるアプリである混合モードアプリケーションをデバッグします。
プロジェクト自体から DLL プロジェクトをデバッグする - Visual Studio (Windows)

プロジェクト自体から DLL プロジェクトのデバッグを開始するには、プロジェクトのプロパティで呼び出し元のアプリを指定します。詳細については、この記事を参照してください。
デバッガーのヒントとテクニック - Visual Studio (Windows)

デバッグ中のキーボードショートカット、データヒント、コード編集など、Visual Studio デバッガーでサポートされているあまり知られていない機能の一部について説明します。
Visual Studio で DLL と実行可能ファイルを表示する - Visual Studio Modules window

Visual Studio のデバッグセッション中に、[モジュール] ウィンドウでアプリによって使用される DLL と実行可能ファイル (.exe ファイル) を表示します。
適切な種類のブレークポイントを使用する - Visual Studio (Windows)

最も重要なデバッグ手法の 1 つであるさまざまな種類のブレークポイントについて説明します。この記事では、ブレークポイントアクション、トレースポイント、条件などについて説明します。
[全般]、[デバッグ]、[オプション] ダイアログボックス - Visual Studio (Windows)

デバッグのニーズに合わせて Visual Studio デバッガーオプションを設定します。中断動作、デバッグレベル、表示動作などを構成できます。

トレーニング

モジュール

Visual Studio Code デバッガーを使用して .NET アプリを対話形式でデバッグする - Training

Visual Studio Code を使用して .NET アプリを効率的にデバッグし、バグを迅速に修正する方法について学習します。 Visual Studio Code 内で対話型デバッガーを使用して、C# アプリケーションを分析し、修正します。

AI Skills Fest

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チュートリアル: 同じデバッグセッションで C# と C++ をデバッグする

必須コンポーネント

単純なネイティブ DLL を作成する

単純なマネージドアプリを作成して DLL を呼び出す

混合モードのデバッグを構成する

ブレークポイントを設定し、デバッグを開始する

ネイティブコードのステップインとステップアウト

次のステップ

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その他のリソース

AI Skills Fest

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チュートリアル: 同じデバッグ セッションで C# と C++ をデバッグする

必須コンポーネント

単純なネイティブ DLL を作成する

単純なマネージド アプリを作成して DLL を呼び出す

混合モードのデバッグを構成する

ブレークポイントを設定し、デバッグを開始する

ネイティブ コードのステップ インとステップ アウト

次のステップ

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その他のリソース

チュートリアル: 同じデバッグセッションで C# と C++ をデバッグする

単純なマネージドアプリを作成して DLL を呼び出す

ネイティブコードのステップインとステップアウト